KR19990015874A - A column selection line driving method, a column selection line driving signal control circuit used therefor, and a semiconductor memory device having the same - Google Patents
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Abstract
칼럼선택라인 구동방법, 이에 사용되는 칼럼선택라인 구동신호 제어회로 및 이를 구비한 반도체 메모리 장치에 관하여 기재하고 있다. 본 발명에 따른 칼럼선택라인 구동방법은, 리드와 라이트 동작시 칼럼선택라인 드라이버의 구동신호를 다르게 하여, 리드시에는 내부전원전압(VINT)으로 구동함으로써, 메모리 셀에 저장된 데이터를 센싱하는 동안 입·출력 라인쌍에 프리차아지된 전원전압에 의해 발생되는 일시적인 비트라인 전압 강하(디프)나 상승(범프)을 감소시키고, 라이트시에는 외부전원전압(VEXT)으로 구동함으로써, 입·출력 라인쌍에 실려있는 데이터를 신속하게 비트라인으로 전달하여 라이트 동작 속도 저하를 방지한다.A column selection line driving method, a column selection line driving signal control circuit used therefor, and a semiconductor memory device having the same. A column select line driving method according to the present invention is a method for driving a column select line driver during a read operation and a column select line driver during a read operation so as to drive an internal power supply voltage (V INT ) By temporarily reducing the bit line voltage drop (dip) or rise (bump) generated by the supply voltage precharged to the input / output line pair and by driving with the external supply voltage (V EXT ) The data stored in the line pair is quickly transferred to the bit line to prevent the write operation from being degraded.
Description
본 발명은 반도체 메모리 장치 및 구동방법에 관한 것으로서, 특히 비트라인 센싱시 발생되는 일시적 전압 감소나 전압 증가를 억제할 수 있는 칼럼선택라인 구동방법과, 이에 사용될 수 있는 구동신호 제어회로 및 이를 구비한 반도체 메모리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor memory device and a driving method thereof, and more particularly, to a column selection line driving method capable of suppressing a temporary voltage decrease or a voltage increase occurring during bit line sensing, a driving signal control circuit To a semiconductor memory device.
반도체 메모리 장치는 일반적으로, 로우 어드레스와 칼럼 어드레스에 의해 셀을 선택하여 리드/라이트(read/write)하는 동작을 기본으로 하고 있다. 로우 어드레스는 로우 어드레스 스트로우브(
로우 어드레스는 디코우딩 회로에 의해 워드라인을 활성화시키며, 칼럼 어드레스는 칼럼 선택 라인을 활성화시킨다. 이와 같이, 워드라인과 칼럼 선택 라인에 의해 메모리 셀이 선택되고, 리드시에는 선택된 셀과 연결된 BL/
이와 같은 동작을 하는 반도체 메모리 장치의 회로도가 도 1에 개략적으로 도시되어 있다.A circuit diagram of a semiconductor memory device that performs this operation is schematically shown in Fig.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 반도체 메모리 장치는 크게, 메모리 셀이 배열된 셀 어레이부(10)와, 셀에 저장된 데이터를 센싱하고 증폭하기 위한 비트라인 센스 증폭기(20)와, 비트라인 센스 증폭기에 의해 증폭된 신호를 입·출력 라인쌍으로 전달하거나, 입출력 라인쌍으로부터 데이터를 전달받아 BL/
여기에서, 상기 비트라인 센스 증폭기(20)는 내부전원전압(VINTA)으로, 상기 칼럼선택라인(CLS)과 입·출력 제어부(40)는 통상 외부전원전압(VEXT)으로 구동된다. 이와 같이 구성된 회로는, 도 2에 도시된 바와 같이, 데이터 리드시 읽혀지는 비트라인 전압이 일시 감소되거나 증가되는 디프(deep) 또는 범프(bump) 현상이 발생되는데, 이러한 현상은 상기 센스 증폭기(20) 내 NMOS 트랜지스터(26 및 28)의 문턱전압을 낮추어 비트라인의 센싱 속도를 증가시키고자 하는 경우 더욱 심하게 나타나게 된다.Here, the bit line sense amplifier 20 is driven by the internal power supply voltage V INTA , and the column selection line CLS and the input / output control unit 40 are usually driven by the external power supply voltage V EXT . 2, a deep or bump phenomenon occurs in which the bit line voltage read at the time of data reading is temporarily reduced or increased. This phenomenon occurs in the sense amplifier 20 ) Of the NMOS transistors 26 and 28 to lower the threshold voltage of the NMOS transistors 26 and 28 to increase the bit line sensing speed.
도 1 및 도 2를 참조하여, BL/
먼저, 입·출력 라인쌍이 전원전압레벨(VCC)로 프리차아지되어 있는 상태에서, 로우 어드레스가 입력되면 디코딩 회로에 의해 워드라인(W/L)이 활성화되어 셀 트랜지스터(12)가 선택되고, PMOS 및 NMOS 활성화신호(PLAPG 및 PLANG)에 의해 BL/
그러나 이때, 전원전압레벨(VCC)로 프리차아지되어 있는 입·출력 라인쌍으로부터
상기 BL 디프/
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 메모리 셀에 저장된 데이터를 센싱하는 동안 발생되는 일시적인 비트라인 전압 강하(디프)나 상승(범프)을 감소시킬 수 있는 칼럼선택라인 구동방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method of driving a column selection line capable of reducing temporary bit line voltage drop (dip) or rise (bump) occurring during sensing data stored in a memory cell.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 칼럼선택라인 구동방법에 적합한 칼럼선택라인 구동신호 제어회로를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a column selection line driving signal control circuit suitable for the column selection line driving method.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 상기 칼럼선택라인 구동신호 제어회로를 구비한 반도체 메모리 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a semiconductor memory device having the column select line drive signal control circuit.
도 1은 종래의 일반적인 반도체 메모리 장치의 데이터 센싱방법을 설명하기 위해 도시한 개략적 회로도이다.1 is a schematic circuit diagram illustrating a data sensing method of a conventional semiconductor memory device.
도 2는 상기 도 1에 도시된 회로에 의해 센싱된 BL 및
도 3은 리드 및 라이트시 본 발명에 따른 칼럼선택라인 구동전압을 설명하기 위해도시한 도면이다.3 is a view for explaining a column select line driving voltage according to the present invention in read and write.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 칼럼선택라인 구동신호 제어회로를 구비한 반도체 메모리 장치를 도시한 회로도이다.4 is a circuit diagram showing a semiconductor memory device having a column select line drive signal control circuit according to an embodiment of the present invention.
도 5는 상기 도 4에 도시된 칼럼선택라인 구동신호 제어회로의 일 예를 도시한 회로도이다.5 is a circuit diagram showing an example of the column select line drive signal control circuit shown in FIG.
도 6은 상기 도 4에 도시된 회로에 의해 센싱된 BL 및
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 칼럼선택라인 구동방법은, 리드와 라이트 동작시 칼럼선택라인 드라이버의 구동신호를 다르게 하여, 리드시에는 내부전원전압(VINT)으로 구동함으로써, 메모리 셀에 저장된 데이터를 센싱하는 동안 입·출력 라인쌍에 프리차아지된 전원전압에 의해 발생되는 일시적인 비트라인 전압 강하(디프)나 상승(범프)을 감소시키고, 라이트시에는 외부전원전압(VEXT)으로 구동함으로써, 입·출력 라인쌍에 실려있는 데이터를 신속하게 비트라인으로 전달하여 라이트 동작 속도 저하를 방지한다.Column select line driving method according to the present invention for achieving the above object is, by using a drive signal of the read and write operation when column select line driver, otherwise, the driving by the internal supply voltage (V INT) at the time of reading, the memory cell During sensing of the stored data, temporary bit line voltage drop (dip) or rise (bump) caused by the precharged power supply voltage on the input / output line pair is reduced and the external power voltage (V EXT ) The data stored in the pair of input / output lines is quickly transferred to the bit line, thereby preventing a decrease in the write operation speed.
이때 사용되는 상기 내부전원전압(VINT)으로는 주변회로부에서 사용되는 내부전원전압(VINTP)을 이용할 수 있으며, 리드 및 라이트시 인가되는 서로 다른 칼럼선택라인 구동신호를 이용하여, 상기 칼럼선택라인 드라이버를 구성하는 트랜지스터들의 게이트를 제어함으로써, 리드 및 라이트시 입·출력 라인쌍으로부터 비트라인쌍으로 전달되는 전압을 제어한다.The internal power supply voltage (V INTP ) used in the peripheral circuit part may be used as the internal power supply voltage (V INT ) used at this time. By using different column select line driving signals applied in read and write, By controlling the gates of the transistors that make up the line driver, the voltage delivered from the input / output line pair to the bit line pair during read and write is controlled.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 칼럼선택라인 구동신호 제어회로는, 외부로부터 입력되는 제1 신호에 응답하여 제1 전압이 칼럼 어드레스에 의해 활성화되는 칼럼선택라인으로 출력되도록, 게이트에 제1 신호가 입력되고, 소오스(또는 드레인)가 제1 전압에 연결되며, 상기 칼럼선택라인에 드레인(또는 소오스)이 연결된 복수개의 제1 트랜지스터들과, 외부로부터 입력되는 제2 신호에 응답하여 제2 전압이 상기 칼럼선택라인으로 출력되도록, 게이트에 제2 신호가 입력되고, 소오스(또는 드레인)가 제2 전압에 연결되며, 상기 칼럼선택라인에 드레인(또는 소오스)이 연결된 복수개의 제2 트랜지스터들을 구비한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a column selection line driving signal control circuit for driving a column selection line in which a first voltage is outputted to a column selection line activated by a column address in response to a first signal inputted from the outside, (Or a source) connected to the column selection line and a source connected to the source of the first transistor and a drain connected to the column selection line, (Or a source) is connected to the column selection line, a second signal is input to the gate, a source (or drain) is connected to the second voltage, and a second transistor Respectively.
상기 제1 신호 및 제2 신호가 리드 및 라이트 명령어가 반전된 신호인 경우, 상기 제1 및 제2 트랜지스터들은 PMOS 트랜지스터들로 구성한다. 상기 제1 전압은 주변회로부에서 사용되는 내부전원전압을, 상기 제2 전압은 외부전원전압을 사용하는 것이 바람직하다.When the first signal and the second signal are signals in which the read and write commands are inverted, the first and second transistors comprise PMOS transistors. The first voltage may be an internal power supply voltage used in the peripheral circuit unit, and the second voltage may be an external power supply voltage.
상기 또 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치는, 메모리 셀이 배열되어 이루어진 셀 어레이부와, 상기 메모리 셀에 저장된 데이터를 센싱하고 증폭하는 비트라인 센스 증폭기와, 상기 비트라인 센스 증폭기에 의해 증폭된 신호를 입·출력 라인쌍으로 전달하거나, 입·출력 라인쌍으로부터 데이터를 전달받아 비트라인쌍에 실어주는 역할을 하며, 칼럼 어드레스에 의해 활성화되는 칼럼선택라인 드라이버와, 상기 칼럼선택라인 드라이버의 구동신호로써, 외부로부터 입력되는 리드 명령어에 응답하여 내부전원전압을 출력하고, 라이트 명령어에 응답하여 외부전원전압을 출력하도록 구성된 칼럼선택라인 구동신호 제어회로를 구비한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device including: a cell array unit in which memory cells are arranged; a bit line sense amplifier for sensing and amplifying data stored in the memory cell; A column selection line driver which is activated by a column address and transfers the amplified signal to an input / output line pair or receives data from an input / output line pair and loads it on a bit line pair; And a column select line drive signal control circuit configured to output an internal supply voltage in response to a read command input from the outside and output an external supply voltage in response to a write command as a drive signal of the line driver.
여기서, 상기 칼럼선택라인 구동신호 제어회로는, 병렬로 연결된 복수개의 제1 PMOS 트랜지스터들과 제2 PMOS 트랜지스터들로 구성될 수 있다. 이 경우 상기 제1 PMOS 트랜지스터들은, 리드 명령어의 반전신호(
이와 같이 함으로써, 리드 동작을 위한 BL/
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 칼럼선택라인 구동시 인가되는 구동전압을 설명하기 위해 도시한 도면으로서, 종래와 본 발명의 경우 각각에 있어서, 리드 및 라이트 동작시 사용되는 칼럼선택라인 구동전압과 센스 증폭기에 사용되는 구동전압 및 입·출력 제어부에서 사용되는 구동전압을 비교하여 도시하였다.FIG. 3 is a diagram for explaining a driving voltage applied in driving the column selection line according to the present invention. In each of the conventional and the present invention, the column selection line driving voltage used in the read and write operations, And the driving voltage used in the input / output control unit are compared with each other.
도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 경우, 리드 및 라이트시 하나의 전압원, 예를 들어, 외부전원전압(VEXT)이나 주변회로부 내부전원전압(VINTP) 중 하나를 사용하여 칼럼선택라인을 구동하였으나, 본 발명의 경우, 리드 동작시에는 내부전원전압, 예를 들어, 주변회로부에 공급되는 내부전원전압(VINTP)으로 칼럼선택라인을 구동하고, 라이트 동작시에는 외부전원전압(VEXT)으로 구동한다.As shown in FIG. 3, in the conventional case, one of the voltage sources, for example, the external power supply voltage V EXT or the peripheral circuit internal power supply voltage V INTP , However, in the case of the present invention, the column select line is driven by the internal supply voltage, for example, the internal supply voltage V INTP supplied to the peripheral circuit during the read operation, and the external supply voltage V EXT ).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 칼럼선택라인 구동방법을 설명하기 위한 회로도로서, 디램의 경우를 예로 들면, 하나의 트랜지스터(52)와 하나의 커패시터(54)로 구성된 메모리 셀이 배열되어 이루어진 셀 어레이부(50)와, 상기 셀 어레이부(50)와 센스 증폭기를 분리하는 분리회로부(55)와, 상기 메모리 셀에 저장된 데이터를 센싱하고 증폭하기 위한 비트라인 센스 증폭기(60)와, 비트라인 센스 증폭기(60)에 의해 증폭된 신호를 입·출력 라인쌍으로 전달하거나, 입·출력 라인쌍으로부터 데이터를 전달받아 BL/
본 발명에 따르면, 상기 칼럼선택라인 드라이버(70)에 공급되는 구동전압을 제어하기 위한 구동신호 제어회로(100)가 상기 칼럼선택라인 드라이버(70) 내의 트랜지스터들(72 및 74)의 게이트에 연결되어 있다. 여기서, 상기 칼럼선택라인 구동신호 제어회로(100)는, 리드 또는 라이트 명령어에 응답하여 주변회로부 내부전원전압(VINTP) 또는 외부전원전압(VEXT)을 출력하도록 구성된 것이 바람직하다.The driving signal control circuit 100 for controlling the driving voltage supplied to the column selection line driver 70 is connected to the gate of the transistors 72 and 74 in the column selection line driver 70 . The column select line drive signal control circuit 100 may be configured to output the internal power supply voltage V INTP or the external power supply voltage V EXT in response to a read or write command.
상기와 같이 구성된 회로의 구동전압들을 살펴보면, 도 3에 도시된 바와 같이, 비트라인 센스 증폭기(60)는 셀 어레이부 내부전원전압(VINTA)으로, 상기 입·출력 제어부(80)는 외부전원전압(VEXT)으로 구동되며, 상기 칼럼선택라인 드라이버(70)는 상기 칼럼선택라인 구동신호 제어회로(100)로부터 출력되는 신호, 예를 들어, 리드동작시에는 주변회로부 내부전원전압(VINTP)로, 라이트 동작시에는 외부전원전압(VEXT)로 구동된다.3, the bit line sense amplifier 60 is a cell array internal power supply voltage V INTA , and the input / output control unit 80 is connected to the external power supply is driven to a voltage (V EXT), the column select line driver 70, a signal output from the column select line driving signal control circuit 100, for example, a read operation when there peripheral circuit inside the power source voltage (V INTP ), And is driven by an external power supply voltage (V EXT ) during a write operation.
계속해서, 리드 동작시와 라이트 동작시 칼럼선택라인의 구동전압을 달리 가져감으로써 종래에 문제가 되었던 비트라인 범프 또는 디프 현상이 감소되는 본 발명의 동작원리를 살펴본다.Next, the operation principle of the present invention in which bit line bump or dip phenomenon, which has been a problem in the related art, is reduced by varying the driving voltage of the column selection line during the read operation and during the write operation will be described.
먼저, 리드 동작시 종래에서와 마찬가지로, 분리신호(PISO)가 활성화되어 이와 연결된 두 개의 트랜지스터(56 및 58)가 턴-온되고, 입·출력 라인쌍이 전원전압레벨(VCC)로 프리차아지되어 있는 상태에서, 로우 어드레스가 입력되면 디코딩 회로에 의해 워드라인(W/L)이 활성화되어, 셀 트랜지스터(52)가 선택된다. 이에 따른 비트라인(BL)과 셀 커패시터(54) 사이의 차아지 셰어링(charge sharing)에 의해 BL 전압레벨이
이후, 칼럼 어드레스가 입력되어 칼럼선택라인(CSL)이 선택되고, 칼럼선택라인 드라이버(70) 내의 제1 및 제2 NMOS 트랜지스터(72 및 74)가 내부전원전압(VINTP)에 의해 활성화되어, BL 및
이때, 종래에서와 마찬가지로, 제1 및 제2 NMOS 트랜지스터(72 및 74)가 활성화되는 순간, 전원전압(VCC) 레벨로 프리차아지되어 있는 입·출력 라인쌍으로부터
일단
상기와 같이
한편, 라이트 동작시에는, 상기 칼럼선택라인 구동신호 제어회로(100)를 통해 출력된 외부전원전압(VEXT)을 이용하여 상기 칼럼선택라인을 구동시키기 때문에, 칼럼선택라인 드라이버(70) 내의 트랜지스터를 충분히 턴-온시켜 입·출력 라인쌍에 실려있는 데이터를 신속하게 BL/
도 5는 도 4에 도시된 칼럼선택라인 구동신호 제어회로(100)의 일 예를 도시한 회로도이다.5 is a circuit diagram showing an example of the column select line drive signal control circuit 100 shown in FIG.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 칼럼선택라인 구동신호 제어회로(100)는, 병렬로 연결된 복수개의 제1 PMOS 트랜지스터들(102)과 제2 PMOS 트랜지스터들(104)로 구성될 수 있다. 이때, 상기 복수개의 제1 PMOS 트랜지스터들(102)은, 리드 명령어의 반전신호(
따라서, 리드 동작시에는 주변회로부 내부전원전압(VINTP)과 연결된 제1 PMOS 트랜지스터들(102)이 턴-온 되어 칼럼선택라인에 주변회로부 내부전원전압(VINTP)이 공급되고, 라이트 동작시에는 외부전원전압(VEXT)과 연결된 제2 PMOS 트랜지스터들(104)이 턴-온 되어 칼럼선택라인에 외부전원전압(VEXT)이 공급된다.Accordingly, during the read operation, the first PMOS transistors 102 connected to the peripheral circuit internal power supply voltage V INTP are turned on to supply the peripheral circuit internal power supply voltage V INTP to the column select line, The second PMOS transistors 104 connected to the external power supply voltage V EXT are turned on and the external power voltage V EXT is supplied to the column select line.
도 6은 리드 동작시 센스 증폭기에 의해 센싱된 BL 및
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 칼럼선택라인 구동신호 제어회로를 통해 예컨대 약 2.5V 정도의 주변회로부 내부전원전압(VINTP)으로 칼럼선택라인을 구동한 경우, 도 2에 도시된 종래의 경우와 비교하여 볼 때, BL 디프와
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치는, 칼럼선택라인 구동신호 제어회로를 더 구비하고, 이를 통해 라이트 동작시에는 칼럼선택라인을 외부전원전압으로 구동하고, 리드 동작시에는 상기 외부전원전압보다 레벨이 낮은 내부전원전압으로 구동한다. 이와 같이 함으로써, 리드 동작을 위한 BL/
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WITN | Withdrawal due to no request for examination |